金沙江下游水库地区构造应力与地壳各向异性特征研究

In terms of the current status that more and more huge reservoir constructions concentrate in high seismicity region in Sichuan and Yunnan province and their consequent reservoir earthquake disasters, we choose seismicity in four reservoirs in lower Jinsha River as case study. Using the valuable and continuous data recorded by fix and temporal stations before and after impoundment, several seismological methods are combined to investigate the spatiotemporal variations of these earthquakes in reservoir area and their relations with the change of water level, source parameter characteristics for moderate and small earthquakes, regional tectonic stress and crustal anisotropy, including seismic precise location, source parameters such as stress drop, focal mechanism solution, seismic moment tensor and crustal anisotropic parameters. Differences among them between the post-impoundment earthquakes which have strong relations with the change of water level, named as reservoir induced seismicity (RIS), and tectonic earthquakes are analyzed to explore the characteristics for RIS in high seismicity region. This project is significant to reveal the background of RIS, understand the occurrence mechanisms on RIS and discuss the natural/induced seismicity discrimination problem. Moreover, it will provide scientific ideas to evaluate the risk of potential strong earthquake and RIS in lower Jinsha River.

针对川滇高烈度地区巨型水库大规模建设的现状以及随之而带来的水库地震灾害问题，以金沙江下游四个大型水库地区为研究对象，利用蓄水前后宝贵的固定和流动台网连续观测资料，采用地震活动精定位、应力降等震源参数、震源机制解和矩张量、介质各向异性参数，综合多种地震学方法开展库区地震活动时空演化及其与水位变化关系、中小地震震源参数特征、区域构造应力和地壳各向异性研究。通过蓄水后库区地震活动与水位变化关系密切的水库诱发地震与构造地震之间在上述方面的比较，探索高烈度区水库诱发地震的特征，对揭示水库诱发地震孕育发生背景、了解水库地震发生机理、解决水库诱发地震与构造地震的识别问题有重要意义，为金沙江下游潜在强震危险和水库地震危险性分析提供科学思路。

金沙江下游地区位于我国西南地质构造不稳定地区，区域地质条件复杂、构造活动性强，目前建有乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝4座世界级巨型梯级水电站。金沙江下游水库蓄水后，库区潜在地震危险性、水库诱发地震和构造地震活动识别、水库地震的发生机理以及水库地震的动态发展趋势判定等，都是被重点关注的科学和社会问题。本项目分析了4座大型水库蓄水前后的地震活动时空演变规律，研究了该地区中小地震震源参数、震源机制与区域构造应力场、地壳介质各向异性，对库区潜在强震危险与水库地震危险性进行了分析。研究结果表明，金沙江下游水库蓄水后地震活动均表现出不同程度的增强。向家坝水库2012年10月10日蓄水后地震主要发生在马边—盐津地震带上，坝址位置附近地震活动增加不明显；溪洛渡水库2013年5月4日第二阶段蓄水后地震活动才明显增强，地震集中分布在库首坝址附近；白鹤滩水库2021年4月6日开始蓄水后地震活动主要以小地震为主，集中分布在白鹤滩库区坝址附近，沿金沙江和黑水河两条河流呈“Y”字形分布。中小地震震源参数结果发现，白鹤滩水库蓄水后的地震应力降水平较蓄水前偏低，为水库诱发地震应力降低于构造地震的特征提供了又一个有力的证据。金沙江下游水库库区蓄水前后地震震源机制类型均发生了不同程度的变化。向家坝和溪洛渡水库的地震发震机制由蓄水前的以逆冲断层为主转为蓄水后以走滑为主，白鹤滩水库蓄水前以走滑为主，蓄水后正断型比例显著增加。小江断裂带北段上地壳各向异性快波偏振方向与区域应力场P轴的方向总体一致，但对于靠近断层的一些台站，两者存在一些差异。综合金沙江下游潜在强震危险与水库地震危险性认为，向家坝和溪洛渡水库目前水位呈季节性变化，地震活动强度3-4级，未来水库地震危险性不大；白鹤滩水库蓄水后地震活动主要以小地震为主，目前还处于进一步蓄水阶段，历史上发生过多次中强以上地震，需密切关注今后水位变化及与地震活动的关系。